高中物理 机械波单元质量评估(二)鲁科版选修34(1).doc

2014-2015学年高中物理 机械波单元质量评估(二)鲁科版选修3-4 (90分钟100分)一、选择题(本大题共12小题,每小题5分,共60分。每小题至少一个答案正确)1.(2013丰台高二检测)介质中有一列简谐机械波传播,对于其中某个振动质点()a.它的振动速度等于波的传播速度b.它的振动方向一定垂直于波的传播方向c.它在一个周期内走过的路程等于一个波长d.它的振动频率等于波源的振动频率2.(2013成都高二检测)下列说法正确的是()a.在机械波中,沿波的传播方向上某个质点的振动速度就是波的传播速度b.“闻其声,不见其人”是声波发生干涉产生的一种现象c.多普勒效应实质上是由于波源和观察者之间有相对运动而使观察者接收到的波的频率发生了变化d.在完全相同的两列水波相遇而叠加的区域,某时刻介质中的p点是两列波的波峰相遇点,此时p点位移最大,经过1/4周期,p点的位移变为零,这说明p点的振动时而加强、时而减弱3.(2013唐山高二检测)一列沿x轴正向传播的简谐横波,当波传到o点时开始计时,7.0 s时刚好传到x=3.5 m处,如图所示。由此可以判定()a.该波的振动周期为7.0 sb.波源的起振方向向上c.该波的波速为0.5 m/sd.再经过1.0 s,x=2 m处质点刚好处在波谷的位置4.(2013日照高二检测)如图所示,沿x轴正方向传播的一列简谐机械波在某时刻的波形图为一正弦曲线,其波速为100m/s,下列说法中正确的是()a.图示时刻后极短时间内质点b的加速度一定减小b.该波的波长为4 mc.该波的周期为0.05 sd.若此波遇到另一列波并发生稳定干涉现象,则另一列波的频率为25 hz5.(2013重庆高考)一列简谐横波沿直线传播,某时刻该列波上正好经过平衡位置的两质点相距6 m,且这两质点之间的波峰只有一个,则该简谐波可能的波长为()a.4 m、6 m和8 mb.6 m、8 m和12 mc.4 m、6 m和12 md.4 m、8 m和12 m6.关于电磁场和电磁波,下列说法正确的是()a.电磁波中电场和磁场的方向处处互相垂直b.电磁波是纵波c.电磁波不能传递能量,只能传递信息d.电场越强,产生的磁场越强7.(2013天津高考)一列简谐横波沿直线传播,该直线上平衡位置相距9m的a、b两质点的振动图像如图所示,下列描述该波的图像可能正确的是()8.(2013郑州高二检测)如图是观察水面波衍射的实验装置,ac和bd是两块挡板,ab是一个孔,o是波源,图中已画出波源所在区域波的传播情况,每两条相邻波纹(图中曲线)之间距离表示一个波长。则波经过孔之后的传播情况,下列描述中正确的是()a.此时能明显观察到波的衍射现象b.挡板前后波纹间距离相等c.如果将孔ab扩大,有可能观察不到明显的衍射现象d.如果孔的大小不变,使波源频率增大,能更明显地观察到衍射现象9.两列波在同一种介质中传播时发生了干涉现象,则()a.在振动加强区域,介质质点的位移总是比振动减弱区域介质质点的位移大b.振动加强区域,介质质点的振幅总比振动减弱区域介质质点的振幅大c.振动加强区域,介质质点的位移随时间做周期性变化d.振动加强区域,介质质点的振幅随时间做周期性变化10.如图所示为t=0时刻的波形图,波的传播方向平行于x轴。质点a位于xa=2m处,质点b位于xb=3m处。t=2s时,质点b第一次出现在波峰位置;t=3s时,质点a第一次出现在波峰位置。则下列说法正确的是()a.波速为1 m/sb.波的周期为4 sc.波沿x轴正方向传播d.t=1s时,质点a的振动速度小于质点b的振动速度11.(2013浙江高考)关于生活中遇到的各种波,下列说法正确的是()a.电磁波可以传递信息,声波不能传递信息b.手机在通话时涉及的波既有电磁波又有声波c.太阳光中的可见光和医院“b超”中的超声波传播速度相同d.遥控器发出的红外线波长和医院“ct”中的x射线波长相同12.一列简谐横波沿x轴传播,甲、乙两图分别为传播方向上相距3m的两质点的振动图像,如果波长大于1.5m,则波的传播方向和速度大小可能为()a.沿x轴正方向,30m/sb.沿x轴负方向,15m/sc.沿x轴正方向,10m/sd.沿x轴负方向,6m/s二、计算题(本大题共4小题,共40分。要有必要的文字说明和解题步骤,有数值计算的要注明单位)13.(8分)(2013济南高二检测)一列简谐波沿x轴正方向传播,周期为t=2s,t=1.0s时刻波形如图所示。(1)求该列波的波速;(2)画出介质中x=3m处质点的振动图像。14.(10分)(2013西安高二检测)如图所示为一列简谐波在t1=0时刻的图像。此时波中质点m的运动方向沿y轴负方向,且到t2=0.55s质点m恰好第3次到达y轴正方向最大位移处。求:(1)此波向什么方向传播?(2)波速是多大?(3)从t1=0至t3=1.2s,波中质点n运动的路程和相对于平衡位置的位移大小分别是多少?15.(10分)如图,实线是某时刻的波形图像,虚线是经过0.2s时的波形图像。求:(1)波传播的可能距离;(2)可能的周期;(3)可能的波速。16.(12分)如图所示是一列简谐横波在某一时刻的波形图,这列波从o点传播到f点需要0.12s,求:(1)这列波的传播速度是多少?(2)画出这列波经0.26s后的波形图。(3)若图中传播方向跟上述方向相反,画出这列波经0.18s后的波形图。答案解析1.【解析】选d。波在同一种介质中传播时速度恒定,而质点的振动是变速运动,a项错误;纵波的传播方向与质点的振动方向平行,b项错误;质点在一个周期内走过的路程为振幅的4倍,与波长无关,c项错误;由于质点做的是受迫振动,因此它的振动频率与波源的振动频率相同,d项正确。2.【解析】选c。机械波的传播速度由介质决定,不是某个质点的振动速度,选项a错;“闻其声,不见其人”是声波的衍射现象,选项b错;由多普勒效应可知,选项c正确;在完全相同的两列水波相遇而叠加的区域,会形成稳定的干涉图样,某质点振动加强将始终是加强的,加强点将在其平衡位置附近做振幅更大的简谐运动,选项d错误。3.【解析】选c。根据题意,波速=xt=3.57.0m/s=0.5 m/s,选项c正确;根据图像,波长=2 m,所以周期t=v=4.0 s,选项a错误;波源的起振方向与x=3.5 m处质点的起振方向相同,均是向下,选项b错误;再经过1.0 s即14个周期,x=2 m处质点刚好回到平衡位置,选项d错误。4.【解析】选b、d。波沿x轴正方向传播,质点b在图示时刻后极短时间内向下振动,加速度增大,则a错误。由图像知该波的波长为4m,则b正确。t=v=4100s=0.04s,则c错误。该波的频率f=1t=10.04hz=25hz,发生稳定干涉现象必须满足两列波的频率相同,则d正确。5.【解题指南】解答本题应注意以下两点:(1)两质点间波峰只有一个,则两质点间波形图可以确定。(2)利用两质点相距6 m,可得波长的可能值。【解析】选c。由于该波上两质点处于平衡位置且相距6 m,且两质点间波峰只有一个,故6 m与波长的关系有三种可能:6 m=,6 m=2,6 m=32,故波长的可能值为6 m、12 m、4 m,c正确。6.【解析】选a。电磁波的电场和磁场的方向处处互相垂直,是横波,故a对,b错;电磁波既能传递能量,也能传递信息,故c错;恒定的电场无论强弱,都不会产生磁场,故d错。7.【解题指南】解答本题可按以下思路进行:(1)先由a、b两质点的振动图像,判断出同一时刻两点的振动情况;(2)再根据a、b两质点的振动情况判断出波动的可能性。【解析】选a、c。由振动图像可知t=0时刻,a在正向最大位移处,b处在平衡位置且向下振动,当简谐波由b向a传播时,其可能的波形图如图所示,则a、b相距9m,等于(n+14),即=9n+14m(n=0,1,2,3)当n=2时,=4m,只有a正确。当简谐波由a向b传播时,其可能的波形图如图所示,则a、b相距9m,等于(n+34),即=9n+34m(n=0,1,2,3)当n=0时,=12m,只有c正确。综上所述,a、c正确,b、d错误。【变式备选】一简谐横波以4m/s的波速沿x轴正方向传播。已知t=0时的波形如图所示,则()a.波的周期为1sb.x=0处的质点在t=0时向y轴负向运动c.x=0处的质点在t=14s时速度为0d.x=0处的质点在t=14s时速度值最大【解析】选a、b。由波的图像可知半个波长是2m,波长是4m,周期t=v=44s=1s,a正确。波沿x轴正方向传播,则x=0处的质点在t=0时沿y轴的负方向运动,b正确。x=0处的质点的位移是振幅的一半,则要运动到平衡位置的时间小于14s,则t=14s时刻x=0处的质点越过了平衡位置且未到达负向最大位移处,速度不是最大,也不是0,c、d错误。8.【解析】选a、b、c。根据发生明显衍射现象的条件:障碍物或孔的尺寸比波长小或与波长相差不多。从题图中可看出孔ab的尺寸与波长相差不多,所以此时能明显地观察到波的衍射现象,a正确;因为穿过挡板小孔后的波速不变,频率相同,所以波长也相同,b正确;若将孔ab扩大,将可能不满足明显衍射现象的条件,就有可能观察不到明显的衍射现象,c正确;若将波源频率增大,由于波速不变,所以波长变小,将可能不满足发生明显衍射现象的条件,也有可能观察不到明显的衍射现象,d错误。9.【解析】选b、c。振动加强区域,各质点的位移随时间做周期性变化,它的位移某时刻可能为零,也不一定比振动减弱区域的质点的位移大,故a错误,c正确。振幅是质点振动的最大位移,故b正确,d错误。10.【解析】选a、b、d。据题意可知周期t=4s,则波速v=t=44m/s=1 m/s,a、b正确;t=1s时,a处于波谷,b处于平衡位置,故d正确;波沿x轴负方向传播,c错。11.【解题指南】解答本题可按以下思路进行:(1)机械波是质点振动在介质中的传播,电磁波是电场和磁场的相互转化,波都可以传递信息;(2)波的传播速度由介质决定,波长由振源和介质共同决定。【解析】选b。a项中电磁波可以传递信息,声波也能传递信息,由此判断a错误;b项中手机在通话时,涉及的波既有电磁波又有声波,b项正确;c项中,太阳光中的可见光的传播速度远大于医院“b超”中的超声波的传播速度,c项错误;d项中,遥控器发出的红外线波长大于医院“ct”中的x射线波长,故d项错误。12.【解析】选a、c。由振动图像可知,质点的振动周期t=0.2s。再由两质点的振动图像可知,两质点的位置关系是n+2=3m,又由于1.5m,可见1=6m或者2=2m,再由v=t得到v=30m/s或者v=10m/s。故选a、c。13.【解析】(1)该列波的波速为v=t=42m/s=2 m/s (4分)(2)如图(4分)答案:(1)2m/s(2)见解析图14.【解析】(1)此波向x轴负向传播 (2分)(2)在t1=0到t2=0.55s这段时间里,质点m恰好第3次到达y轴正方向最大位移处,则有:(2+34)t=0.55s解得t=0.2s (2分)由图像得简谐波的波长为=0.4m (1分)则波速v=t=2m/s (1分)(3)在t1=0至t3=1.2s这段时间,波中质点n经过了6个周期, (1分)即质点n回到起始点,所以走过的路程为l=654cm=120 cm (2分)相对平衡位置的位移为2.5cm (1分)答案:(1)x轴负向(2)2m/s(3)120 cm2.5 cm15.【解析】(1)题中没给出波的传播方向,所以有两种可能:向左传播或向右传播。向左传播时,传播的距离为x=n+34=(4n+3)m(n=0、1、2) (2分)向右传播时,传播的距离为x=n+4=(4n+1)m(n=0、1、2) (2分)(2)向左传播时,传播的时间为t=nt+3t4得:t=4t(4n+3)=0.8(4n+3)(n=0、1、2)(2分)向右传播时,传播的时间为t=nt+t4得:t=4t(4n+1)=0.8(4n+1)(n=0、1、2)(2分)(3)计算波速,有两种方法:v=xt或v=t向左传播时,v=xt=(4n+3)0.2m/s=(20n+15)m/s或v=t=4 (4n+3)0.8m/s=(20n+15)m/s(n=0、1、2) (1分)向右传播时,v=xt=(4n+1)0.2m/s=(20n+5)m/s或v=t=4 (4n+1)0.8m/s=(20n+5)m/s(n=0、1、2) (1分)答案:见解析【总结提升】解决波动图像中的多解问题的一般思路(1)首先分析出多解的原因。波动多解的主要原因有:波动图像的周期性。例如,由x=n+x,t=nt+t,求v出现多解。波传播的双向性。(2)然后由=vt进行计算。若有限定条件,再进行讨论。16.【解题指南】求解此题应把握以下两点:(1)由波速公式求波速。(2)计算t是多少